Tudásbázis
CUPAL szótár
A réz-alumínium bimetál (kettősfém) kötések 30 fogalma négy témában: az anyag, a korrózió és az érintkezés, az alkatrészek és a kötéstechnika, valamint a szabványok és bizonylatok. Minden fogalomtól egy kattintás a részletes cikk.
Az anyag
- CUPALCu-Al bimetál, cupál
Hidegen hengerelt réz-alumínium bimetál kompozit, rétegvastagság szerint kb. 70 % alumínium és 30 % réz. Nem ötvözet: a két fémréteg elválaszthatatlanul össze van kötve, de mindegyik megőrzi a saját tulajdonságait — az egyik oldal réz, a másik alumínium. Fő feladata a galvánkorrózió kiiktatása ott, ahol réz és alumínium vezető találkozik. Lemez, szalag és alátét formában, illetve rajz szerint kivágva kerül a kötésbe.
- Bimetálkettősfém
Két különböző fémből tartósan egyesített anyag, amely mindkét fém előnyös tulajdonságait hordozza. A CUPAL-nál a réz jó vezetőképessége és forraszthatósága párosul az alumínium alacsony tömegével és árával. Nem tévesztendő össze a termosztátok és hőkioldók „bimetál” csíkjával: ott a két fém eltérő hőtágulása a lényeg, itt az, hogy a két oldal két különböző vezetőhöz illeszkedik.
- Hengerléses plattírozáshideghengerlés, plattírozás
Az az eljárás, amellyel a CUPAL két rétege összekapcsolódik: az előkészített alumínium- és rézlemezt szobahőmérsékleten, nagyon nagy nyomással együtt hengerlik, és a két fém között fémes kötés jön létre. A kötést az ezt követő hőkezelés során végbemenő diffúzió erősíti tovább. Hozaganyag, ragasztó vagy forrasz nincs a két réteg között.
- Diffúziós hegesztésdiffúziós kötés
A hengerléses plattírozást követő hőkezelés során a réz és az alumínium atomjai a határfelületen át egymásba diffundálnak, és ez megerősíti a két réteg közötti kötést. Ez adja a CUPAL 70–110 N/cm-es kötési szilárdságát (a szalagszélességre vetítve). A hőkezelés idejét és hőmérsékletét szűken szabják meg, hogy az intermetallikus réteg mikroszkopikusan vékony maradjon.
- Intermetallikus réteg
A réz és az alumínium határán keletkező, rideg réz-alumínium vegyületréteg. A CUPAL-ban szándékosan csak mikroszkopikus vastagságú, ezért az anyag hajlítható, stancolható, mélyhúzható anélkül, hogy a rétegek elválnának. Tartós melegítésre nő: a CUPAL hőkezelése legfeljebb 260 °C-on, legfeljebb 4 órán át megengedett, e fölött a réteg kontrollálatlanul vastagodik és rontja a kötést.
- Rétegarány (plattírozási arány)70/30
A bimetál két rétegének vastagsági aránya. A CUPAL-é rétegvastagság szerint 70 % alumínium és 30 % réz; ebből adódik a kb. 4,6 g/cm³ sűrűség és a kb. 41,9 m/Ω·mm² vezetőképesség. Sok forgalmazó nem közöl arányt, így az anyagkiírásban nem lehet rá hivatkozni — ha a rajz minimális rézvastagságot ír elő, ezt rendelés előtt érdemes visszaigazoltatni.
- Werkstoff-számDIN 17007 anyagszám
A német DIN 17007 anyagszámozási rendszer szerinti azonosító. A CUPAL alumínium hordozója 3.0255 (Al 99,5, EN AW-1050A), rézbevonata 2.0065 (E-Cu58, Cu-ETP). Ez a két szám azonosítja pontosan az anyagot a bizonylatokon és az anyagkiírásokban.
- CCA (rézbevonatú alumínium)
Alumínium magú vezető vékony, körbefutó rézburkolattal — főleg huzalként és kábelként. Neve hasonlít, de feladata más, mint a CUPAL-é: a CCA olcsóbb helyettesítője a réznek. A réz itt körbeveszi az alumíniumot, ezért nem old meg réz-alumínium átmenetet. A CUPAL-nál az egyik oldal réz, a másik alumínium, épp azért, hogy két különböző vezető közé kerülhessen.
Korrózió és érintkezés
- Galvánkorróziógalvanikus korrózió, kontaktkorrózió
Elektrokémiai korrózió, amely akkor indul meg, ha két különböző nemességű fém (pl. réz és alumínium) elektrolit — nedvesség, pára, sós levegő — jelenlétében közvetlenül érintkezik. A két fém galvánelemet alkot, és a kevésbé nemes fém, az alumínium oldódik. A kötés lazul, az érintkezési ellenállás nő, a kötés melegszik. A CUPAL átmeneti elem megszünteti a közvetlen Cu-Al érintkezést: mindkét felületen azonos fém találkozik azonos fémmel.
- Elektrokémiai feszültségsorgalvánsor
A fémek sorrendje aszerint, mennyire hajlamosak elektront leadni. A standard elektródpotenciál a réznél +0,34 V, az alumíniumnál −1,66 V — a két fém a sor két távoli pontján áll, ezért párosításuk különösen korrózióveszélyes. A beépített, oxidréteggel fedett Cu/Al pár gyakorlatban mérhető feszültsége kisebb, kb. 0,5–1 V, de ez is elég a folyamatos oldódáshoz.
- Oxidréteg (alumínium-oxid)Al₂O₃
Az alumínium felületén levegőn szinte azonnal kialakuló, néhány nanométeres, kemény és elektromosan szigetelő réteg. Az alumíniumot védi a további oxidációtól, de az érintkezési felületen rontja a vezetést — ezért alumínium felületet csatlakoztatás előtt tisztítani kell. A CUPAL alumínium oldalát ugyanúgy kell előkészíteni, mint bármely alumínium felületet.
- Érintkezési ellenállásátmeneti ellenállás
Az az elektromos ellenállás, amely két összeszorított vezető határán lép fel, mert a felületek csak mikroszkopikus pontokon érintkeznek. Oxidréteg, korróziós termék vagy csökkenő szorítóerő növeli. Mivel a kötésben fejlődő hő az áram négyzetével és az ellenállással arányos, a növekvő érintkezési ellenállás melegedéshez, súlyos esetben a kötés tönkremeneteléhez vezet — ez a „melegszik a gyűjtősín” jelenség oka.
- Kontaktpasztaoxidgátló paszta, kontaktzsír
Közvetlen réz-alumínium kötésekben használt kenőanyag, amely kiszorítja a nedvességet az érintkezési felületről, és lassítja az oxidációt. A potenciálkülönbséget nem szünteti meg, idővel kiszárad vagy kimosódik, ezért a kötést karban kell tartani. CUPAL átmenetnél nincs rá szükség, mert minden felületen azonos fém érintkezik; a CUPAL érintkezési felületére nem szabad pasztát vagy zsírt vinni.
- Hidegfolyás (kúszás)
Az alumínium hajlama arra, hogy tartós szorítóerő alatt, szobahőmérsékleten is lassan „elfolyjon” a nyomás alól. Csavaros kötésben ettől idővel csökken a szorítóerő, és nő az érintkezési ellenállás — a melegedés pedig tovább gyorsítja a folyamatot. Ezért alumíniumot tartalmazó kötésben rugós (például tányérrugós) alátéttel tartják fenn az állandó szorítóerőt.
Alkatrészek és kötéstechnika
- Átvezető alátétátmeneti alátét, bimetál alátét, Al-Cu alátét
Két, fizikailag különböző alkatrészt jelölő név. Az egyik a réz-alumínium bimetál korong (ilyen a CUPAL alátét): egyik oldala réz, másik alumínium, az átmenet az anyagban van. A másik egy fogazott vagy profilos rézötvözet alátét, amely meghúzáskor átszúrja az alumínium oxidrétegét — ott az átmenetet a szerelés hozza létre. A kiírásból ritkán derül ki, melyikről van szó, ezért a rajzot vagy a mintadarabot kell megnézni.
- Kábelsaru
A kábel végére préselt vagy csavarozott csatlakozó, amelynek fülét csavarral rögzítik a sínhez vagy a készülékhez. Ha réz saru kerül alumínium sínre — vagy alumínium saru réz sínre —, a kettő közé CUPAL alátét kerül, hogy mindkét érintkezési felületen azonos fém találkozzon.
- Bimetál kábelsaruAl-Cu saru, kettősfém saru
Olyan kábelsaru, amelynek alumínium préshüvelyébe kerül az alumínium vezető, réz csatlakozófülét pedig réz sínre vagy készülékkapocsra csavarozzák. A réz-alumínium átmenet gyárilag a préshüvely és a fül között van. Akkor való, ha alumínium kábelt kell réz csatlakozási pontra kötni; ha a saru és a sín anyaga a probléma, a CUPAL alátét az egyszerűbb megoldás.
- Gyűjtősínsín, áramsín
Nagy áramú elosztáshoz használt merev vezetősín kapcsolószekrényekben, trafóállomásokon és adatközpontokban. Ahol réz és alumínium sín vagy saru találkozik, a kettő közé CUPAL átmeneti lemez vagy alátét kerül; enélkül a kötés galvánkorrózió miatt idővel lazul és melegszik.
- Átmeneti lemezátmeneti szegmens, kettősfém lemez
Réz és alumínium sín vagy szerelvény közé épített, sínkötés méretére vágott CUPAL darab. Ugyanazt teszi, mint az alátét, csak nagyobb felületen: a réz oldala a réz vezetőhöz, az alumínium oldala az alumíniumhoz fekszik fel. Táblából (500 × 500 vagy 500 × 2000 mm), szalagból vagy rajz szerint kivágva készül.
- Tányérrugós alátéttányérrugó
Rugalmas alátét, amely a csavaros kötésben akkor is fenntartja a szorítóerőt, ha az alumínium hidegfolyás vagy hőtágulás miatt kissé enged. CUPAL-os kötésben is alkalmazható az állandó nyomás biztosítására; a CUPAL alátét helyét nem veszi át, hanem kiegészíti.
- ICALCU cikkszám
A CUPAL bimetál alátétek cikkszám-előtagja, amelyet a csavarméret és a kivitel követ — például ICALCU10CS az M10-es, 23 mm külső átmérőjű alátét. A forgalmazók ugyanezt az alkatrészt saját jelöléssel is árulják (például NEXANS Cupal M 10 Al-Cu vagy Mentavill 880111); a megfeleltetést a cikkszám-kereső adja meg.
- Lézervágás és stancoláskivágás, lyukasztás
A két eljárás, amellyel egyedi kontúrú CUPAL alkatrész készül. A lézervágáshoz nem kell szerszám, ezért mintához és kis sorozathoz való, és a rajz bármikor módosítható. A stancoláshoz egyszeri szerszámköltség kell, cserébe nagy sorozatban ez a legolcsóbb darabonként. Egyenes élű csíkhoz és téglalaphoz egyik sem kell, ott a táblaollós vágás elég.
Szabványok és bizonylatok
- EN 10204anyagbizonylat
Európai szabvány, amely a fémtermékek átvételi bizonylatainak típusait osztályozza — azt, hogy ki állítja ki a bizonylatot, és hogy tételhez kötött mért adatot vagy általános adatot tartalmaz. A CUPAL szállítmányoknál a gyakorlati választás a 2.2 és a 3.1 bizonylat között van.
- EN 10204 2.2vizsgálati bizonylat
A gyártó nyilatkozata általános, nem tételhez kötött vizsgálati eredményekkel. Minden CUPAL szállítmányhoz alapból, külön kérés nélkül jár, a méretre vágott darabokhoz is.
- EN 10204 3.1átvételi vizsgálati bizonylat
A konkrét szállítmányhoz (gyártási tételhez) kötött, mért adatokat tartalmazó bizonylat, amelyet a gyártástól független, felhatalmazott képviselő ír alá. Kérésre, projekthez kötve állítjuk ki.
- ISO 9001:2015
Nemzetközi minőségirányítási rendszer szabvány. A CUPAL alapanyagot ISO 9001:2015 tanúsított német beszállítói láncból (WMH) szerezzük be; a tanúsítvány a beszállító rendszerét igazolja, nem magát az anyagot — az anyagot az EN 10204 bizonylat írja le.
- SVHC (REACH)Substance of Very High Concern
A REACH rendelet szerinti, különös aggodalomra okot adó anyag. A CUPAL a 0,1 tömeg%-os bejelentési küszöb felett nem tartalmaz SVHC-anyagot; SVHC-mentes nyilatkozat szállítmányonként vagy projekthez kötve kérhető.
- IEC 61238
Az erősáramú kábelekhez való préselt és csavaros csatlakozók vizsgálati szabványa: melegedési ciklusokkal és rövidzárlati próbával vizsgálja, hogy a kötés ellenállása tartósan stabil marad-e. A szabvány a csatlakozóra vonatkozik, nem a CUPAL anyagra; a réz-alumínium átmeneteket ebben a keretben értelmezik.
- IEC 61439MSZ EN 61439
A kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések szabványsorozata. A megfelelőséget mindig a berendezés gyártója igazolja; a CUPAL ebben kompatibilis átmeneti anyagként szerepel, nem önálló tanúsított termékként.
- DIN 43671
Német szabvány a réz gyűjtősínek tartós áramra való méretezéséhez: keresztmetszet szerint adja meg a megengedett terhelőáramot. Alumínium sínekre a párja a DIN 43670. Réz-alumínium sínkötésnél a CUPAL átmeneti darabot a csatlakozó sínek méretéhez igazítják.